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Las Energías Renovables

18 enero 2010
Se define Energías Renovables a las energías que se obtienen de fuentes naturales que a nivel humano son inagotables, y que son capaces de renovarse por medios naturales. Ejemplo de NO Renovables: Petróleo y todos sus derivados, Gas y todos sus derivados, Carbón y Uranio. Las Renovables son: Sol, Viento, Agua (hidrógeno e hidroeléctrica), Biomasa y biocombustibles (incluido biogás), Geotérmica y Maremotriz.
Clases de fuentes de energía renovable:

Energia Solar

  • Termoeléctrica

¿Qué es la solar termoeléctrica?

A diferencia de la térmica habitual, la termoeléctrica agrupa un conjunto de tecnologías orientadas a producir electricidad y no calor.

Funcionamiento

Básicamente, consiste en concentrar la luz solar mediante espejos, cilindros o discos parabólicos para alcanzar altas temperaturas, que se utiliza para generar vapor y activar una turbina que produzca electricidad.

  • Térmica

¿Qué es la solar térmica?

Se denomina energía solar térmica de baja temperatura a un sistema que aprovecha la energía de los rayos solares para utilizarla en forma de calor, que puede utilizar directamente -por ejemplo, para calentar una piscina- o indirectamente, como en un sistema calefactor.

Funcionamiento

El sol calienta un captador o colector solar, que transmite la energía a un fluido, que es aprovechado directamente o que, a su vez, termina en un depósito de almacenamiento para su aprovechamiento posterior.

  • Fotovoltaica

Funcionamiento

Una instalación fotovoltaica aislada está formada por los equipos destinados a producir, regular, acumular y transformar la energía eléctrica. Son los siguientes:

  • Células fotovoltaicas: es dónde se produce la conversión fotovoltaica. La incidencia de la radiación luminosa sobre la célula crea una diferencia de potencial y una corriente aprovechable.
  • Paneles fotovoltaicos: son un conjunto de células fotovoltaicas conectadas entre sí.
  • El Regulador: tiene por función regular la carga y la descarga de las baterías y eventualmente protegerlas de una sobrecarga excesiva.
  • Baterías: son el almacén de la energía eléctrica generada.
  • El Inversor: Transforma la corriente continua generada por las módulos fotovoltaicos y la acumulada en las baterías a corriente alterna

Energía Mini hidráulica

Las centrales hidroeléctricas funcionan convirtiendo la energía cinética y potencial de una masa de agua al pasar por un salto en energía eléctrica. El agua mueve una turbina cuyo movimiento de rotación es transferido mediante un eje a un generador de electricidad.

Existen fundamentalmente dos tipos de centrales hidroeléctricas:

  • Centrales de agua fluyente, son aquellos que captan una parte del caudal circulante por el río y lo conducen hacia la central para ser turbinado. Después, este caudal es devuelto al cauce del río. En este tipo de aprovechamiento, la potencia instalada está directamente relacionada con el caudal que pasa por el río.
  • Centrales de pie de presa, son aquellas situadas aguas abajo de los embalses destinados a usos hidroeléctricos o a otros fines. Son las que regulan la capacidad del sistema eléctrico y con las que se logra de mejor forma el balance consumo/producción.

Energía Eólica

Aerogenerador es el nombre que recibe la máquina empleada para convertir la fuerza del viento en electricidad. Los aerogeneradores se dividen en dos grupos: los de eje horizontal, los más utilizados y eficientes, y los de eje vertical.

Evita la emisión de 6.120.000 toneladas/año de CO2. Sustituye 760.000 Toneladas Equivalentes de Petróleo (TEP). Genera electricidad para 1.700.000 de familias.

La explotación de la energía eólica se lleva a cabo en la actualidad fundamentalmente para la generación de electricidad que se vende a la red y ello se hace instalando un conjunto de aerogeneradores que se denomina parque.

La Biomasa

La Biomasa, abreviatura de “masa biológica”, comprende una amplia diversidad de tipos de combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La biomasa comprende una amplísima gama de materiales orgánicos que son incorporados y transformados por el reino animal, incluido el hombre.

Tipos de Biomasa

  • Residuos Industriales
    • Manufacturación maderera
      • Industria papelera
      • Industria del mueble
    • Manufacturación Agroalimentaria
      • Cáscaras
      • Huesos
      • Desechos
    • Lodos Depurados
      • Grasas
      • Aderezos
      • Componentes orgánicos
  • Residuos Agroganaderos
    • Residuos Agrícolas
      • Podas
      • Subproductos
      • Cultivo
      • Paja
      • Cañote
      • Cascarilla
  • Residuos Ganaderos
    • Excrementos
    • Biomasa secundaria
  • Residuos Forestales
    • Podas
    • Limpiezas
  • Residuos Sólidos Urbanos
    • Basuras Biodegradables
  • Cultivos Energéticos
    • Cardo
    • Sorgo

La energía derivada de la biomasa es renovable indefinidamente.

Bosques

La única biomasa explotada actualmente para fines energéticos es la de los bosques.

Residuos agrícolas y deyecciones y camas de ganado

Estos constituyen otra fuente importante de bioenergía, aunque no siempre sea razonable darles este tipo de utilidad. En España sólo parece recomendable el uso a tal fin de la paja de los cereales en los casos en que el retirarla del campo no afecte apreciablemente a la fertilidad del suelo, y de las deyecciones y camas del ganado cuando el no utilizarlas sistemáticamente como estiércol no perjudique las productividades agrícolas.

Cultivos energéticos

Es muy discutida la conveniencia de los cultivos o plantaciones con fines energéticos, no sólo por su rentabilidad en sí mismos, sino también por la competencia que ejercerían con la producción de alimentos y otros productos necesarios. No obstante, el problema de la competencia entre los cultivos clásicos y los cultivos energéticos no se plantearía en el caso de otro tipo de cultivo energético: los cultivos acuáticos. Así, el alga unicelular Botryococcus braunii, en relación a su peso, produce directamente importantes cantidades de hidrocarburos.

Métodos de conversión de la biomasa en energía

La utilización práctica de las diferentes formas de biomasa requiere unas técnicas de conversión.

Métodos termoquímicos

Se basan en la utilización del calor como fuente de transformación de la biomasa.

  • La combustión: Es la oxidación completa de la biomasa por el oxígeno del aire y puede servir para la calefacción doméstica y para la producción de calor industrial.
  • La pirólisis: Es la combustión incompleta de la biomasa en ausencia de oxígeno. La pirólisis lleva a la liberación de un gas pobre, mezcla de monoxido y dioxido de carbono, de hidrógeno y de hidrocarburos ligeros. Este gas puede servir para accionar motores diesel, o para producir electricidad, o para mover vehículos. Una variante de la pirólisis, llamada pirólisis flash tiene la ventaja de asegurar una gasificación casi total de la biomasa.

Métodos biológicos

La fermentación alcohólica es una técnica empleada con los azúcares, que puede utilizarse también con la celulosa y el almidón. Pero la destilación es una operación muy costosa en energía. En estas condiciones, la transformación de la biomasa en etanol y después la utilización de este alcohol en motores de explosión, tienen un balance energético global dudoso.

La fermentación metánica es la digestión anaeróbica de la biomasa por bacterias. Es idónea para la transformación de la biomasa húmeda. El problema principal consiste en la necesidad de calentar el equipo, para mantenerlo a la temperatura óptima de 30-35º.

Energía Geotérmica

Funcionamiento

Hay distintas tecnologías, en función del tipo de explotación: muy baja, baja y alta temperatura, y roca seca caliente.

Energía Olas y mareas

Funcionamiento

Dependiendo del tipo de aprovechamiento energético, hay columnas de agua oscilante, canales estrechados, centrales mareomotrices…

Energía Biogás

¿Qué es el biogás?

En sentido estricto, el biogás es un biocombustible surgido a partir de la biomasa. El biogás se produce con la digestión anaerobia de biomasa de un modo natural y espontáneo en pantanos o lagunas.

Su poder calorífico está determinado por la concentración de metano y se suele utilizar para usos térmicos o producir electricidad.

Energía Biocarburantes

¿Qué Son?

Los biocombustibles son combustibles producidos a partir de la biomasa. Y dentro de los biocombustibles, los biocarburantes abarcan al subgrupo caracterizado por la posibilidad de su aplicación a los actuales motores de combustión interna. Son de naturaleza líquida. Actualmente se encuentran desarrollados principalmente dos tipos: el biodiesel, obtenido a partir de semillas oleaginosas mediante esterificación del aceite virgen extraído o a partir de aceites usados; y el bioetanol, obtenido fundamentalmente a partir de semillas ricas en azúcares mediante fermentación

Ventajas frente a carburantes fósiles

Desde el punto de vista medioambiental, su utilización contribuye a la reducción de emisiones de gases contaminantes y de efecto invernadero a la atmósfera. Concretamente, el biodiesel no emite dióxido de azufre, lo cual ayuda a prevenir la lluvia ácida, y disminuye la concentración de partículas en suspensión emitidas. El bioetanol, en comparación con la gasolina, reduce las emisiones de monóxido de carbono e hidrocarburos. Además, al ser fácilmente biodegradables, los biocarburantes no inciden negativamente en la contaminación de suelos.

Desde el punto de vista energético, los biocarburantes constituyen una fuente energética renovable y limpia.Además, su utilización contribuye a reducir la dependencia energética de los combustibles fósiles.

Desde el punto de vista socioeconómico, los biocarburantes constituyen una alternativa para aquellas tierras agrícolas afectas a la Política Agrícola Común (PAC). De esta forma, se fijaría la población en el ámbito rural, manteniendo los niveles de trabajo y renta, y fomentando la creación de diferentes industrias agrarias.

Aplicaciones

El biodiesel puede ser mezclado con diesel tradicional o incluso sustituirlo totalmente. El bioetanol puede ser mezclado en diferentes proporciones con la gasolina. Además, el bioetanol se puede utilizar para fabricar ETBE, aditivo de la gasolina.

En un principio, las prestaciones del biodiesel y el bioetanol son similares a las del gasóleo y las gasolinas tradicionales.

Tipos de biocarburante

Los dos tipos de biocarburantes más importantes en España son biodiésel y bioetanol, pero hay más:

Bioetanol

Se obtiene a partir de azúcar, almidón y fangos de aguas residuales, entre otros. Puede ser empleado como sustitutivo o mezcla para gasolina.

Bio-ETBE

Se produce mediante la mezcla de bioetanol e isobutileno. Puede ser empleado en motores de gasolina sin necesidad de modificaciones en el motor.

Biodiesel

Se obtiene por un proceso de esterificación de aceites vegetales o grasas animales. Además su punto de inflamación es superior al del gasóleo, lo que implica una mayor seguridad en su utilización.

Biometanol

Podría convertirse en una opción interesante para los vehículos propulsados mediante pilas de combustibles (con reprocesado del hidrógeno a bordo) debido a su elevado contenido en hidrógeno.

Bio-MTBE

Similar al Bio-ETBE, mediante la mezcla del biometanol (al 36% en volumen) e isobutanol.

Biogás

Se produce mayoritariamente a través de la fermentación anaeróbica de biomasa húmeda.

Biodimetiléter

Es un combustible prometedor para motores diesel debido a sus propiedades de combustión y emisión. Es similar al GLP en términos de propiedades físicas. Se puede emplear como sustituto del GLP, como aditivo de la gasolina o como componente para mezclas con combustibles diesel.

Combustibles biosintéticos

Se obtienen a partir del biogás derivado de la biomasa mediante el proceso Fisher-Tropsch, construyendo cadenas de polímeros a partir de las moléculas básicas del CO y H2. A través de este proceso se puede producir un amplio abanico de combustibles de gran calidad; sin embargo, es un proceso caro.

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